水資源在國民經(jīng)濟發(fā)展和社會生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，同時也是人們生活中不可缺少的一部分。但是隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)廢水大量排放，使得水體重金屬污染日益嚴重。據(jù)統(tǒng)計，我國每年產(chǎn)生400億t左右的工業(yè)廢水。其中重金屬廢水約占60%。這些廢水嚴重污染地表水與地下水，造成可利用水資源總量急劇下降。重金屬廢水一般來源于礦山開采、金屬冶煉與加工、電鍍、制革、農(nóng)藥、造紙、油漆、印染、核技術及石油化工等行業(yè)。重金屬難以生物降解且易被生物吸收富集，毒性具有持續(xù)性，是一類極具潛在危害的污染物，如不治理必將對生態(tài)環(huán)境及人體健康造成嚴重的威脅。然而，重金屬作為一類重要的寶貴的資源，又具有很高的使用價值。因此如何有效治理水體重金屬污染，保護人類健康和生態(tài)環(huán)境，同時回收利用重金屬，緩解我國資源和環(huán)境的壓力，是當前不可忽略的問題。

目前，重金屬廢水處理方法主要有三種:第一種化學法，通過化學反應將重金屬離子去除的方法，包括化學沉淀法、化學還原法、電化學和高分子重金屬捕集劑法等。第二種物理法，在不改變重金屬離子化學形態(tài)的條件下，通過吸附、濃縮而分離的方法，包括吸附法、溶劑萃取法、蒸發(fā)和凝固法、離子交換法和膜分離法等。第三類是生物法，主要是借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除重金屬的方法，包括生物絮凝、植物修復和生物吸附。本文介紹了上述方法在重金屬廢水中的應用及研究進展，以便為水體重金屬污染的治理提供一定理論的參考。

1 化學法

1.1化學沉淀法

化學沉淀法是廣泛應用于工業(yè)重金屬廢水處理中比較有效的方法，是向水體中投加化學藥品，通過沉淀反應去除重金屬離子的方法，主要包括氫氧化物沉淀、硫化物沉淀和鐵氧體法。

1.2電化學法

電化學法是近年發(fā)展起來的頗具競爭力的水處理方法，它是應用電解原理，通過電極反應和重金屬離子在溶液中的遷移來實現(xiàn)對廢水凈化。隨著科技發(fā)展，傳統(tǒng)電化學處理工藝的改進以及新型電化學反應器的研制，使電化學法在重金屬廢水治理領域的應用更為有效，更加廣泛。

1.2.2微電解

微電解是基于電極表面的化學反應，在電解槽中加入一定量的活性填料，重金屬廢水為電解質(zhì)，活性填料就形成了原電池，在填料的表面，電流在成千上萬個細小的微電池內(nèi)流動，在低壓直流的作用下發(fā)生的電化學反應和絮凝作用，進而將水體重金屬離子有效地去除。

1.2.3電還原法

電還原法又稱陰極還原法，其原理為水體中的重金屬離子在靜電引力的作用下向陰極遷移，在陰極表面發(fā)生還原反應而析出。該法既能去除水體中的重金屬離子，又能回收高純度重金屬。但對于低濃度的重金屬廢水，采用傳統(tǒng)二維電極電解時，電流密度小，電解效率低，電耗大。電化學反應本質(zhì)上是一種在固液相界面上發(fā)生的電子轉(zhuǎn)移反應，因此，固液相界面?zhèn)髻|(zhì)問題成為要解決的難點，各類高效傳質(zhì)的反應器也成為研究重點。

2 物理法

2.1離子交換法

離子交換法是通過離子交換樹脂與水體中重金屬離子發(fā)生離子交換，使得水體中重金屬離子濃度降低，從而使廢水得以凈化的方法。動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力。離子交換樹脂一般有陽離子交換樹脂，陰離子交換樹脂，螯合樹脂和腐植酸樹脂等。在工業(yè)廢水處理中，離子交換樹脂主要用于回收重金屬、貴金屬和稀有金屬等。RengarajS等用IRN77和SKN1型陽離子交換樹脂去除和回收核電站冷卻廢水中的Cr3+。魏健等用所選的離子交換樹脂處理含Mn2+廢水，該法具有交換容量大、出水水質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點，并實現(xiàn)錳的回收利用。Li等采用螯合離子交換樹脂Chelex100和IRC748從溶液中置換出Cu2+和Zn2+，當平衡時，對Cu2+的最大交換量分別為0.88mol/kg和1.10mol/kg。

2.2膜分離法

作為一種新型的分離技術，膜分離技術既能對廢水進行有效的凈化又能回收一些有用物質(zhì)，同時具有節(jié)能、無相變、設備簡單、操作方便等特點，因此在廢水處理中得到了廣泛的應用并顯示了廣闊的發(fā)展前景。其原理是通過半透膜選擇透過作用，在外界能量的推動下，對溶液中溶質(zhì)和溶劑進行分離，從而達到分離、提純的目的。重金屬廢水的處理中常用的膜分離技術有微濾、超濾，納濾、反滲透及電滲析等。

2.3吸附法

吸附法是利用一些多孔性物質(zhì)為吸附劑去除廢水中重金屬離子的方法。活性炭是使用最早、運用最廣泛的吸附劑，比表面積大、處理率高，但價格較貴且難脫附，限制了其在廢水處理中的發(fā)展。因此，尋找吸附性好，價格低廉的吸附劑成為近些年的研究熱點。目前，常采用礦物材料、工業(yè)廢棄物以及農(nóng)林廢棄物等廉價材料為吸附劑。沸石是最早應用于重金屬廢水的多孔礦物質(zhì)，其骨架結構使之具有巨大的比表面積和較強的吸附性。JonRKiser等用Fe(Ⅱ)改性的沸石處理含Cr(Ⅵ)廢水，改性后，沸石對Cr(Ⅵ)的附量可達到0.3mmol/g，吸附能力明顯提高。近幾年，一些工業(yè)和農(nóng)林廢棄物由于來源豐富，價格低廉，也被廣泛用于治理重金屬廢水。Marisa等用水熱法預處理粉煤灰，研究了改性粉煤灰的吸附能力。結果表明，Cu2+、Mn2+的去除率分別為99%、85%。RosangelaA等采用不經(jīng)處理的黃果西番蓮殼作為吸附劑處理水溶液中的Cr3+和Pb2+，最大吸附容量分別達到85.1mg/g，151.6mg/g。DahiyaS等采用處理過的蟹殼和檳榔殼吸附含Pb2+和Cu2+的水溶液，平衡時，檳榔殼對Pb2+和Cu2+的最大吸附量分別為18.33mg/g±0.44mg/g和17.64mg/g±0.31mg/g。

3 生物法

生物法是利用生物材料本身的化學結構及成分特性來吸附水體中的重金屬離子的方法，包括植物修復法、生物絮凝及生物吸附。生物法作為一種重要的凈化手段具有設備簡單、無二次污染、材料來源廣泛廉價、經(jīng)濟高效等優(yōu)點，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ闹亟饘購U水處理方法，有著廣闊的應用前景。

3.1植物修復

植物修復法是指利用植物的吸收、沉淀和富集等作用，以達到治理重金屬廢水的目的。在植物修復技術中通常利用的植物是大型水生高等植物，如高等藻類、鳳眼蓮等水生維管束植物。Rai等和Dwivedi等研究發(fā)現(xiàn)水蕹是一種很好的重金屬蓄積植物，該植物最大可以蓄積Cu、Mo、Cr、Cd、As分別為62、5、13、11、0.05μg/g。Soltan等研究了鳳眼蓮對含Pb2+、Zn2+、Cu2+等重金屬離子廢水的吸附作用，通過對機理分析表明鳳眼蓮植物細胞中氨基酸上的羧基和羥基對重金屬離子有螯合作用。

3.2生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代謝物進行絮凝沉淀重金屬的方法。微生物對重金屬的吸附作用取決于兩方面:一是微生物吸附劑本身的特性，二是金屬對生物體的親和性。目前開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細菌、霉菌、放線菌、酵母菌等共17種。作為一種新型的水處理技術，微生物絮凝劑已廣泛應用于重金屬廢水的處理中。

3.3生物吸附法

生物吸附法是一種較為新穎的處理水體重金屬污染的方法，，因具有高效、廉價的潛在優(yōu)勢逐漸引起了人們的研究興趣。生物吸附法就是利用某些生物體本身的化學結構及成分特性來吸附水體中的重金屬離子，再通過固液兩相分離來去除重金屬離子的方法，適宜處理大體積、低濃度重金屬廢水。吸附機理主要有絡合、螯合、離子交換、靜電引力等。

4 結語

化學沉淀法是目前應用較廣，技術成熟的水處理方法，但它適用于高濃度重金屬廢水的處理，且易產(chǎn)生大量污泥;膜分離作為一種高效的水處理技術受到普遍重視，但成本高，操作復雜;離子交換法選擇性高，可去除多種重金屬，但樹脂價格偏高，再生費用高;生物法具有經(jīng)濟高效、易管理，無二次污染等特點，具有更加廣闊的發(fā)展前景。綜上所述，處理重金屬廢水的方法有很多，均有優(yōu)缺點。因此要結合實際情況，選擇合適的方法或者將幾種方法聯(lián)用，以取得較好的處理效果。另外，重金屬也是一類寶貴的資源，具有較高的使用價值，研究者應多注重重金屬資源化回收利用技術的研究。